Diiselmootor

Allikas: Vikipeedia
Lumbar patent dieselengine.jpg
Diesel Engine (4 cycle running).gif

Diiselmootor (ka diisel) on sisepõlemismootor, mille surveaste on piisavalt suur selleks, et kütus süttiks juba silindrisse pritsimisel kuuma õhuga kokkupuutel. Diiselmootorid võivad kasutada väga erinevaid kütuseid alates toornaftast kuni petrooleumini välja.

Ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

1824. aastal tuli Nicolas Léonard Sadi Carnot välja Carnot' tsükliga, väites, et võimalikult säästlikus soojusmasinas tuleb töö keha kuumutuda põlemistemperatuurini “muutes mahtu” ehk kiire kokkusurumisega. 1880. aastal pakkus Rudolf Diesel oma lahendust eelpool mainitud ideele ning patenteeris oma lahenduse 1892. aastal. Diesel sai oma esimese töötava mudeli valmis 1897. aastal. Tol ajal olid diiselmootorite kasutusvõimalused piiratud, sest need mootorid olid suuremad ja raskemad kui aurumootorid.

Tööpõhimõte[muuda | muuda lähteteksti]

Neljataktiline tsükkel[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Sisselasketakt (0–180° väntvõlli pööret). Takti alguses avaneb sisselaskeklapp. Väljalaskeklapp on suletud. Kolb liigub silindris alla, tekitades hõrenduse. Sellega imetakse silindrisse sisselaskeklapi kaudu värske õhk. Takt lõpeb, kui kolb on jõudnud alumisse surnud seisu (180°).
  2. Survetakt (180–360° väntvõlli pööret). Sulgub sisselaskeklapp. Kolb hakkab liikuma üles, surudes õhku kokku (16–25 korda).
  3. Töötakt (360–540° väntvõlli pööret). Kütus pihustatakse kambrisse, kus ta kokkupuutest kuuma õhuga osaliselt aurustub. Kütus süttib ning põlemise käigus tekivad gaasid suruvad kolvi alla. Põlemine toimub täpselt nii kaua, kui pihustist tuleb kütust. Sellest lähtub, et töötsükkel toimub pideva gaasi surve all, mis tingib diiselmootorite suure väändemomendi. Põlemiskambris peab olema alati piisavalt hapnikku, et mootor ei tahmaks.
  4. Väljalasketakt (540–720° väntvõlli pööret). Kolb liigub üles ning surub põlemisjäägid silindrist välja.

Eelised ja puudused[muuda | muuda lähteteksti]

Nüüdisaegsete diiselmootorite kasutegur jääb vahemikku 40–45% või on isegi suurem nagu näiteks MAN B&W S80ME-C7 mootoril, mille kasutegur on 54,4%. Diiselmootorid ei nõua väga kindla aurustumisnäitajatega kütust, see võimaldab kasutada kütusena madalaastmelisi raskõlisid. Raskõlid sisaldavad rohkem süsinikuaatomeid, nende kütteväärtus on suurem ja see tingib diiselmootori suurema efektiivsuse.

Diiselmootorid ei ole võimelised arendama kõrgeid pöördeid, sest kütus ei jõua sel juhul lõpuni põleda. Mehaanilised pinged mootoris on suuremad, mis tähendab, et tuleb kasutada massiivsemaid ja kallemaid osasid, see teeb diiselmootori raskeks. Viimane tingib diiselmootorite vähese kasutuse lennunduses. Üks näide on pommitajad Junkers, mis olid varustatud diiselmootoritega (Junkers Jumo 203 kuni 224).

Kütuse põlemine kambris kestab seni, kuni kambrisse pihustatakse kütust. Seetõttu on diiselmootoril suur väändemoment madalatel pööretel, see teeb diiselmootoriga auto “erksamaks” võrreldes samasuguse bensiinimootorit kasutava autoga. Suur väändemoment madalatel pööretel ja kütusesäästlikkus tingib asjaolu, et enamus tänapäeva veokeid ja laevu on varustatud just diiselmootoritega.

Võrreldes bensiinimootoritega on diiselmootori väljalaskegaasides väiksem vingugaasi sisaldus, ent laialdane katalüsaatorite kasutamine teeb selle vahe üsna väikeseks. Märkimisväärse osa diiselmootori väljalaskegaaside koostisest moodustavad süsivesinikud (CH j HC), oksiidid ja tahm. Väljalaskegaaside temperatuur on keskmiselt 600–700 °С, vastav näitaja bensiinimootorite puhul on 800–1100 °С. Madalam väljalaskegaaside temperatuur põhjustab võrreldes bensiinimootoriga vähem soojuskadu.

Diiselkütus võrreldes bensiiniga aurustub halvasti ning ei kogune gaasina mootoriruumis, mis tähendab et süttimisoht on palju väiksem, kui bensiinimootorite puhul, seda enam, et ei kasutata süüteküünlaid. See ja kütusesäästlikkus tingisid diiselmootorite laialdase kasutuse tankides, kuna risk tanki mahapõlemiseks vähenes.

Diiselmootor nõuab käivitamisel suure surveastme tõttu jõuliseid väntvõlli pöördeid kui samasuguse töömahuga bensiinimootor, see omakorda nõuab võimsamat starterit. Diiselmootorit on võimalik käivitada pumbates põlemiskambrisse suruõhku.

Üks märkimisväärsemaid diiselmootorite miinuseid seisneb suvise diiselkütuse tahkestumises madalate temperatuuride juures. Samuti on diiselmootorid väga tundlikud kütuse saastatuse suhtes. Diiselmootori kütusesüsteem on keerulisem ja kallim remontida (pihustid ja kõrgsurvepump). Diiselmootorite võimsus sama mahu juures on üldjuhul madalam kui bensiinimootoritel, kuigi diiselmootorite väändemoment üldjuhul on suurem. Viimase ajani on peetud diiselmootoreid rohkem saastavaks kui bensiinimootoreid. Olukord on muutunud Common raili (ühisanumpritsega pihustid, mida juhib elektrooniline aju) kasutuselevõtuga. Kui tavalise mehaanilise sissepritse puhul on pihustites rõhk 100–400 baari, siis uutes Common raili tüüpi pihustites on rõhk 1000–2500 baari.